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生态系统服务流动与优化及水分利用效率研究取得进展
作者:李晶          发布时间:2019-11-22          浏览次数:

陕西师范大学地理科学与旅游学院人地系统耦合与可持续发展研究创新团队关于生态系统服务流动与优化、生态系统水分利用效率等相关研究取得进展,具体是:

1)将文化生态系统服务引入优先保护区的选择标准中,对关中-天水经济区的供给服务(产水量)和调节服务(净初级生产力(NPP),土壤保持)等多种生态系统服务进行了估算和量化,通过设立情景,优先保护区的NPP,土壤保持,产水量,美学价值和娱乐保护效率分别为1.3152.4581.0181.4141.079(图1),研究结果为关中-天水经济区的环境保护提供了决策支持。该成果以“Setting conservation priorities based on ecosystem services - A case study of the Guanzhong-Tianshui Economic Region”为题在线发表于SCI TOP期刊Science of the Total Environment上,第一作者为秦可玉,通讯作者为李晶教授,文章链接:https://doi. org/10.1016/j.scitotenv.2018.09.305.

 

1 优先保护区的五种生态系统服务保护效率

2)运用CLM4.5ISAMJULES3.2LPX_BernOCNORCHIDEEVISIT7个生态系统过程模型,量化了水分利用效率(water use efficiencyWUE)的组分(GPPET)对WUE变化的贡献,进而分析了土壤水分(SM)、叶面积指数(LAI)和饱和水汽压差(VPD)等生物和非生物因子对GPPET的影响。结果显示(图2),土壤湿度(SM)是GPPET变化的主要影响因素,全球分别有~63%GPP)和~61%ET)的区域受土壤湿度控制。该研究结果能够更好地理解全球生态系统水分利用效率的变化及其驱动因素。该成果以“Changes in global terrestrial ecosystem water use efficiency are closely related to soil moisture”为题在线发表在SCI TOP期刊Science of the Total Environment上,文章第一作者为刘宪锋讲师,通讯作者为冯晓明研究员。文章链接:https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2019.134165

 

2 GPPET影响因素分布图(SM土壤湿度LAI叶面积指数,VPD饱和水汽压差)

3)从生态系统过程的角度对生态系统服务供给和需求进行可视化研究,模拟碳汇服务的供需空间匹配(图3),可视化碳汇服务流的量值和方向分量(图4),并在中国关中-天水经济区(GTER)选择适合的区域进行低碳目标导向的优化配置。结果表明,GTER碳汇服务供给能够满足区域需求,NPPDEMPET的生态因子是碳汇服务供给的关键动力;低碳目标导向优化配置的优先区域位于秦岭西部。该成果以“Carbon sequestration service flow in the Guanzhong-Tianshui economic T region of China: How it flows, what drives it, and where could be optimized?”为题在线发表于SCI期刊Ecological Indicators2区),上,第一作者为李婷,通讯作者为李晶教授,文章链接:https:// doi.org/10.1016/j.ecolind.2018.09.040.

 

3 GTER区域碳平衡示意图

 

4 典型区域基于碳平衡的碳服务流

4研究提出农业功能谱AFS)的概念(5),将其应用于生态系统服务权衡研究,并使用包括价值评估,多样性和结构测量方法在内的综合方法来详细分析农业的权衡。研究结果表明,该方法不仅可以表达生态系统服务功能之间的权衡关系,而且可以在空间上直观地反映生态系统服务功能结构与多样性(6)之间的关系。AFS的概念及其相关方法可能对改进生态系统服务之间权衡的研究方法具有重要意义。成果“Experimental research on trade-offs in ecosystem services: The agro-ecosystem functional spectrum? ”为题在线发表于SCI期刊Ecological Indicators2区),第一作者为周忠学副教授,文章链接:https:// 10.1016/j.ecolind.2019.105536.

 

5 农业功能谱(AFS波形示意图

 

6  1988-2015年三个选定时期的AFS多样性变化

5)结合研究区自然因素与人文因素,在子流域尺度上对渭河流域(关天段)的供给服务(产水量)、调节服务(固碳)、支持服务(生物多样性)以及文化服务四类生态系统服务进行分析评价(图7),通过设立不同风险值和权重计算 OWA 算子,建立最优保护区选取的11种保护方案(图8),研究结果为提升渭河流域(关天段)生态系统服务提供参考该成果以基于OWA多属性决策的生态系统服务最优保护区选择研究-以渭河流域(关天段)为例为题发表于权威期刊《中国农业科学》,第一作者为张渝萌,通讯作者为李晶教授,文章链接:https://doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2019.12.009.

 

7 渭河流域(关天段)子流域产水、固碳、生物多样性和文化服务空间分布图

 

8 不同风险值下的11种保护方案

以上研究研究得到国家自然科学基金项目(41771198412715504172210441801333)、中央高校基本科研创新团队项目(GK201901009)以及国家重点研发计划(2017YFA0604700)、中国科学院项目(QYZDY-SSW-DQC025)和中国博士后科学面上项目和特别资助项目(2019M650859 & 2019T120142)的资助。